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30年化学迷题一朝破解(大连日报2007-01-23)
时间:2007-02-28    栏目:传媒视角

——记中科院大连化物所研究员杨学明

李晓佳本报记者阎红 2007-01-23

来源:大连日报

是谁破解了30多年来世界化学研究中一个悬而未决的难题?是谁最近几年连续在著名学术刊物《Nature》、《Science》发表5篇文章?是谁的研究成果入选2006年中国十大科技进展新闻并排名第四?是他,杨学明,中科院大连化学物理研究所44岁的研究员,分子反应动力学国家重点实验室主任,化物所所长助理。

一夜成名在影视界时有发生,而在科学界,声誉只能来自一个颠扑不破的真理———厚积薄发。

他捕捉到了几百飞秒内的化学反应共振态

“在量子水平上观察到化学反应共振态”,这短短的一句话是对2006年中国十大科技进展新闻第四位的概括,它到底实现了哪些创新和突破,才将化学反应机理的研究推向新的高度和精度?

杨学明带领记者走进他的实验室,各种各样的仪器和管路把一个几十平方米的屋子挤得满满当当。杨学明指着一台插满管线的装置说,这是我们2004年自行研制的交叉分子束———氢原子里德堡态飞渡时间谱装置,正是借助这个精锐武器,我们得到的实验数据达到了国际上有分子束技术以来的历史最好水平。当记者询问这台填补国内空白的仪器是否进行了知识产权保护时,杨学明斩钉截铁地回答:“不需要保护,反倒希望更多人应用。基础研究领域的成果如果封闭起来,科学便无法进步。”

杨学明说,化学反应共振态是化学反应中一种奇特的物理和化学现象,是一种化学反应中特殊的量子过渡态。早在上世纪70年代就有美国科学家预测了它的存在,但如何证明它的存在却在此后30多年一直困扰着各国科学家。

“为什么人们绞尽脑汁想要证明共振态的存在呢?”面对记者的提问,杨学明简明扼要地回答说,通常人们关注一个化学反应的结果,但对化学反应中间过渡状态发生了什么则一无所知,而它恰恰对化学反应的结果极其重要。我们首次在实验中观察到了全量子态分辨率的氟加氢分子化学反应的共振现象,并被理论模型所证实,这样人们就可以更好地预测和控制各种各样的化学发应。

“化学反应的过渡态只有短短几百飞秒,因而捕捉这个过程殊为不易。”杨学明感慨地说。这个研究成果2006年3月在国际一流学术刊物《Science》上发表后,引起科学界高度重视。2006年10月15日,杨学明在国际立体动力学会议上作特邀报告,意大利佩鲁贾大学著名教授Piero由衷地说:“杨,这是我30多年来听过的有关交叉束反应动力学研究最好的报告。”

他是一个善于捕捉前沿课题的“指兔子”高手

杨学明1982年考入中科院大连化物所当研究生,此后赴美读博士,2001年入选中科院百人计划归国。他率领反应动力学课题组,在自主创新的道路上取得一个个优异成绩。同事们评价说,杨学明课题组是一个集“指兔子”、“打兔子”、“捡兔子”于一身的科研创新团队。

杨学明就是“指兔子”的人,也就是善于捕捉本领域前沿课题的学术带头人。所谓“打兔子”和“捡兔子”,就是说在科研方向、目标确定之后,团队要拥有实现科研目标所需要的优势互补的相关科研人员和保障人员。杨学明团队在不到四年间啃下化学反应共振态研究这块硬骨头,正是一致拼搏、不断进取的结果。

在研究过程中,困难一而再地出现,杨学明和团队成员互相切磋,相互启迪,甚至连吃饭、睡觉时“满脑子都是

F原子放电”。终于有一天灵感来了:“为什么不能增加一块放电极板?”这个看似简单的改动却对随后的实验研究产生了重大影响。

在实验中获得了不错的数据,有些同志认为“可以写文章了”,但杨学明却指出,实验结果还不十分令人满意,新装置的性能还需进一步改善。于是众人马不停蹄继续战斗,进一步搞清了放电过程,最终使实验数据达到了国际上有分子束技术以来的最好水平。

分子反应动力学是一个高深莫测甚至有些枯燥的微观世界,但杨学明他们无怨无悔,又开始破解一个个新的科学谜团。

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